Temir yo`ldagi mikroprotsessorli qurilmalar va boshqaruv tizimlari”

Analog-raqamli o‘zgartirgichlar ishlashini tadqiq etish

1. Ishdan maqsad
Integral 8-razryadli analog-raqamli o‘zgartirgichning ishlash tamoyili va uni sinash bilan tanishish.


2. Umumiy ma’lumotlar.
Oldinma-ketin tartibda ishlaydigan analog-raqamli o‘zgartirgich (ARO‘) ning tuzilmaviy sxemasi. Analog-raqamli o‘zgartirgich (ARO‘) – analogli qiymatlarni turli hisoblash tizimlarida ularning raqamli ekvivalentiga o‘zgartirish uchun mo‘ljallangan qurilma. ARO‘ kirish signali bo‘lib muayyan t vaqt oralig‘ida kirish analogli funksiyasi u_kir ning u_kir(kt) hisoblanishiga teng bo‘lgan doimiy kuchlanish hisoblanadi. Bu vaqt ichida ARO‘ chiqishida
,
kuchlanishning diskret hisobi u_kir(kt) ga muvofiq bo‘lgan raqamli (odatda ikkilamchi) kod shakllanadi. Istalgan vaqt momenti uchun miqdoriy bog‘liqlik quyidagi nisbat yordamida aniqlanadi


,

bu yerda u  kirish analogli kuchlanishi u_kir ning kvantlash qadami; _i –u_kir(kt) kuchlanishning mazkur qadamdagi o‘zgartirilishi xatoligi.

Analog-raqamli o‘zgartirish bilan bog‘liq fizik jarayon analogli signalni vaqtga bog‘liq ravishda diskretlashtirish, darajasiga ko‘ra kvantlash va kodlashtirishdan iborat. Uzunligi t_kir ga teng bo‘lgan analogli signalni diskretlashtirish jarayoni diskretlashtirishning zarur qadami t  1/(2f_m) ni belgilaydigan Kotelnikov teoremasiga muvofiq bajariladi, bunda f_m – chiqish signali spektrining maksimal chastotasi, va M = t_kir/t – qadamlar soni.
Diskretlashtirilgan u_kir(kt) funksiyani darajasiga ko‘ra kvantlash jarayoni uning cheksiz ko‘p sonli qiymatlarini yakuniy qiymatlar u_d(k) ning kvantlash darajalari soni N = u_kir.max/u ga teng bo‘lgan muayyan ko‘pligida aks ettirishdan iborat bo‘ladi. Darajasiga ko‘ra kvantlash jarayoni (har bir u_kir(kt) qiymatni eng yaqin u_d(k) darajaga qadar yaxlitlashtirish) chiqish kodini razryadliligidan foydalangan holda aniqlanadigan maksimal qiymati 1/2u ga teng bo’lgan kvantlash xatoligiga (shovqinga) olib keladi. Chiqish kodining razryadliligi kattalashtirilganida kvantlash xatoligi istalgancha kichik qiymatga qadar kamaytirilishi mumkin, ammo uni qurilma ko’rsatkichlarini tanlash yo‘li bilan nolga tushirib bo‘lmaydi, chunki u ana shu algoritmga xosdir.
Kodlashtirish jarayoni kirish signali u_d(k) ning topilgan kvantlangan N + 1 qiymatlarini muayyan raqamli kodlar bilan almashtirishdan iborat.
7, a-rasmda ideal ARO‘ ning kirish kuchlanishi u_kir.k = u_kir/u_kir.max ning me’yorlashtirilgan birliklaridagi tavsifi keltirilgan. Kvantlashdagi xatolikdan tashqari, ARO‘ aniqligini baholashda qo‘shimcha xatoliklar ham hisobga olinadi: o’lchov asbobi xatoligi (punktir to‘g‘ri chizig‘i L ning koordinata boshidan chap yoki o‘ngga siljishini keltirib chiqaradigan

1-rasm.

nolning siljish xatoligi, 1, a-rasmga qar.) va kirish signali qiymati u_d(k) ning o‘zgartirilgan raqamli kod Ai ga nomuvofiqligi tufayli yuzaga keladigan apparatura xatoligi. Nomuvofiqlik kirish signali diskretlashtirish intervali t davomida kvantlash qadami u qiymatidan ko‘ra ko‘proq o‘zgargan holatida yuzaga keladi.